第六章节 天勾系统

作者:姬姓轩辕氏 更新时间:2021/2/3 19:07:43 字数:3546

罗明看了看自己的行李箱,又看了看我的行李箱,都是军队配发的标准制式行李箱,方方正正易于携带且皮实耐造,而奥茨特洛夫更加简洁,直接提着一个手提包就是全部家当了。

“八婆将军!你怎么带了这么多东西过来?你是要搬家吗?”罗明惊呼道。

因为朴智熙带来的行李实在是太多了,两个行李箱和一个夸张的可以收纳帐篷的野战背包,看上去他不是去前线轮换,而是去山间露营。

“哎呀,你别管那么多,让我歇会。”朴智熙卸下背包,大口地喘着气,“还有,不许叫我八婆将军!”

朴智熙突然反应过来,让罗明如鲠在喉,他好像有很多话想说的样子,但是话到嘴边又咽了回去。

罗明想嘲讽一下朴智熙是老婆奴,但我似乎也是,而姬大河现在杳无音讯,生死难料,我正为此事痛不欲生,他不好在此时拿这种事情来开玩笑,所以只得作罢。

倏然间,他发现自己刚才好像有些口无遮拦,后悔的再次轻轻拍了字节嘴巴两下,在心中一通咒骂道:该死的朴智熙!

朴智熙:???

“啊嚏~阿嚏~阿,阿……阿,阿嚏——”朴智熙连打三个喷嚏后擦了擦鼻子,转而揪住罗明的领子质问道:“艸,是不是你这苟日的在背地里骂我?”

罗明:???

卧槽,他怎么知道?

……

因为战事的常态化,指战员的轮换已经不再是一个必须立即执行的任务,而是在一个需要在规定的时间区间内完成的任务。

他们仨原本还可以在联合上多赖上十天半个月再走的,但是因为我着急着要开赴前线,所以他们也都迁就于我,提前开赴前线。

从办公室里带走一些禁止带回私人住处的资料文件,他们的准备也都已经完毕,我们从【海军部站】乘坐高架轨道交通前往【联合太空港站】,我们将在太空港启程前往浩瀚的太空。

将繁重的货物与人员安全地发送到太空的太空港是一番怎样的景象?

万仞巨构森罗林立,无数星舰穿梭其中,太空电梯拔地而起?

不,这些全都没有。

有的只是一个类似于机场的等候厅以及不计其数的弹射轨道,整个太空港平铺在地面上,平均高度甚至不及附近的物流中心的一半。

万仞巨构?不好意思,发射飞行器需要空旷的空域以降低发射事故的发生概率,因此太空港都是建设在比较偏僻的位置,这也是我会吐槽【新柏林】的太空港与政府大楼建的过近的原因,虽然【新柏林】太空港的弹射方向与政府大楼相反,互不影响。

无数星舰?不好意思,这里只发射专用的货运、客运飞船,大型星舰从建造到拆解全部在太空完成,根本不会经过这里。

太空电梯?不好意思,这里不是科幻小说/*作者:?*/,这种看上去观感十足但实际表现费拉不堪的设计早在地球上就被验证并否决。

太空电梯的两端都需要建设收发港口,收发程序过于冗长,这必然导致效率低下。

不仅如此,飞行器泊入和驶离顶端港时依然要耗费不菲的能量去减速、加速以适配速度。

这不仅需要消耗了大量燃料、能源,且强制要求了飞行器必须配有动力舱与燃料舱。

而动力舱与燃料舱增加的质量反过来又增加了适配速度的成本,这是恶性循环。

并且太空电梯的拓展性极差。

一座太空电梯的最大吞吐量取决于其核心索道的电梯附着量。

这意味着在太空电梯建成之时,其最大吞吐量就已经确定。

想要拓展容量只能再建立一条新的核心索道,这几乎相当于新建了一座太空电梯。

自然,人类的征服太空的意志不会因此而被磨灭。

一种简单、高效、可靠且代价低廉的办法悄然出现在初代探索者的视野中,它既不依赖新兴技术,也不依靠超级材料,更无需高昂的支持费用,只靠一点小小的手段就能从宇宙里“偷”来大量的能量。

线缆、配重,如此简单的配置就是这精妙系统的全部组成部分,此即“天勾”。

它就像舔狗一样任劳任怨,不辞辛劳地为人类完成收发人员、货物的任务,且维护费用低廉到几乎可以忽略不计。

天勾在工作时会不停地旋转,平衡配重会在缆绳旋转的时候将它固定在圆心上。

天勾系统线缆部分的末端相对于地面的速度会在旋转到近地点时达到最低,并像弹弓一样在到达远地点的过程中加(相对地面)速。

/*注释:这里有一个容易混淆的点,高中生要注意!!!近地点远地点的概念最常出现在卫星以椭圆轨道绕地球运动的题目中,这种题目中卫星在近地点速度最高,在远地点的速度最低,但是天勾系统中的近远地点和卫星绕地球的近远地点不是一个完全相同的概念!!!

天勾系统可以看做是以圆形轨道匀速围绕地球飞行的卫星。

既然是匀速圆周运动,那么角动量守恒,因此系统整体绕地球飞行的角速度不变。

系统在旋转时将飞行器从近地点带到远地点,提高了飞行器的高度,所以:角速度不变,半径增加,线速度增加。

还有一个更容易理解的方法,设想一根垂直于地面的绳子绕着地球做匀速圆周运动,物体甲从绳子的近地端爬到绳子的远地端,它的高度增加,但系统相对于地面地角速度没变,所以物体甲的线速度增加。

而物体甲爬到从绳子近地端爬到绳子远地端的过程在天勾系统中是靠天勾自身的旋转完成的,就相当于这个绳子会自己转,物体甲原本处于近地端,但是绳子转了半圈以后,原来的近地端就变成了远地端。*/

这意味着人类发射的飞行器可以从天勾系统中获得能量,并在脱离时获得巨额加速度,达到天勾转速的近乎二倍!

天勾系统唯一亟需解决的问题是缆绳的材料,它需要在恶劣的太空环境中保证可靠。

很幸运的是早在秋菊号离开地球的两百年之前,地球上的人类就已经研发出了初代的“PBO纤维”,这种坚韧的特种纤维就已经可以承受缆绳所面临的的极端环境。

//PBO纤维即苯撑苯并二噁唑纤维,20世纪80年代就已问世。

这个系统原理简单,结构简单,但想要实现这个系统的并非如此简单。

根据地球联合国留存的资料,缆绳末端在近地点会以大约12000公里每小时的速度划过大气层,这会造成能量损失并产生热量。

因此,天勾系统将不会抵达80-150千米的大气层中(地球数据)。

这也是【联合太空港】里会有那些电磁弹射轨道的原因,飞行器将在这些轨道上被弹射到大气层外的近地轨道上与天勾对接。

结构简单,造价低廉,这听起来似乎完美得有些过头。

但是学过物理的同学们此刻就会发出质疑:这个系统明显动量不守恒,用不了几次就会因为速度衰减而降低轨道,并逐渐没入大气层,在剧烈的摩擦中被焚毁。这样站不住脚跟的设计简直太过魔幻,作者又在乱开脑洞。

这个质疑非常好。

这正是“天勾”系统这个设计精彩绝伦的精妙之处!这也正是人类趁着宇宙不注意,从宇宙中“偷”来的能量的来源所在。

天勾系统可以看做一个使用轨道能量的存储器,它不止可以发送飞行器,还可以接收飞行器,低速的飞行器吸收“天勾”的能量来加速从而摆脱引力束缚,而高速的飞行器将能量传递给“天勾”来减速从而被地球引力捕获。

众所周知,动量等于质量乘以速度,如果有ΣMi*Vi(发射)=ΣMj*Vj(接收),那么该系统则处于动量守恒状态。

由于联合星收发质量不总相等,建造舰船时【联合星】向【天津四星堡】输出合金,此时位于联合星上空的天勾输出动量小于接收动量。

同理【天津四星堡】向【联合星】发送从【新柏林】运来的粮食时,联合星上空的天勾输出动量小于接收动量。

因此天勾需要一台发动机来补足亏损的动量、消耗溢出的动量,上式变为ΣMi*Vi(发射)=ΣMj*Vj(接收)+P(发动机补足),此时天勾系统处在动量守恒状态,可以长久地运行下去。

此外,天勾系统采用“港对港”的发送方式来确保动量差不会太高。

即【联合星太空港】上的天勾只将飞行器发送给位于【天津四星堡】上的【天津四返回港】天勾,那么【联合星太空港】——【天津四返回港】这个运输系统的飞行器数量和质量保持恒定,动量差就只存在于飞行器的载荷中。

当然,作为天津四交通枢纽的【天津四星堡】上自然不止【天津四返回港】这一个站点,还有将人员、物资运送到位于其他行星轨道上的研究站、开采站的港口,譬如【奥林匹亚研究站收发港】

相较于太空电梯而言,天勾系统中的飞行器从天勾的动量中攫取速度,而非使用自身携带的动力舱进行加速。

因而飞行器无需安装大型的动力舱与燃料舱,只要安装负责在与“天勾”系统对接时进行微调的喷气引擎即可,这使得飞行器的体积大幅缩小,相比传统火箭减少了惊人的84%-96%。

这个设计省下了一笔飞行器适配速度时所消耗能源的费用、飞行器动力舱、燃料舱的建造、安装、维修费用、弹射器弹射动力舱、燃料舱载荷的费用,以及繁多的维护费用。

虽然天勾系统在日常运作中会不可避免的产生能量损耗与位置偏移,但这些能源损耗鱼偏移只需要一部小型化学能发动机(喷气引擎)或者小型太阳能发动机(离子引擎)就可以进行补偿和修正,相比其他方案,这几乎算不上代价。

且每一个“天勾”都是独立且廉价的,需要更高发射频率的时候只需要将更多天勾送入轨道即可,天勾损坏时也无需维护因为它的造价十分廉价,只消启动发动机,让它降低轨道坠入大气层中自行焚毁即可。

此时,我正与朴智熙、罗明、奥茨特洛夫四人就要利用这精妙的设计前往【天津四星堡】

//天勾(skyhook)系统的设计确实存在,被普遍认为是低成本太空旅行的可行办法,如果读者对此感兴趣又苦于作者糟糕的描述而没有弄懂这个精妙设计的原理,可以移步BV13J411m7xx观看Kurzgesagt系列科普视频,视频生动形象,解释地非常清楚。


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